不同形状避雷针的作用
城市的高层建筑物为了避免雷击,都要安装避雷针。避雷针的顶端有尖形的,也有的是圆截面的。
其中,尖顶的避雷针是由美国科学家本杰明·富兰克林发明的。他认为,尖形避雷针由于尖细的形状,因而具有两个作用:一是能够迅速地反应和接受来自云层中的电流;二是能够迅速将电流引导到避雷针主体上,并传递到地面上去。
美国新墨西哥州的物理学家查理·莫尔博士认为:顶端为圆截面的避雷针效率比尖状避雷针高两倍,它们引受电的能力也要比尖状避雷针强得多。相反,尖状避雷针在它们的顶端会产生强烈的电离“罩”,这种电离罩有将雷电向外反冲的趋向。
究竟是尖式的避雷针效果好还是圆式的避雷针效果好?或者是兼有这两者共同特点的避雷针效果好?对这个问题的研究和争论现在还正在继续。
但可以肯定的是,这种研究具有实用价值,因为雷电确实给人类造成了许多麻烦。如果真的解决了这个问题,将会为人类生活带来无穷的益处。
不管是哪种避雷针,它们都能很好地保护建筑物不受雷击。那么,避雷针是用什么做成的呢?
原来,避雷针是用导电性能较好的金属做成的,它的尖端制成Y形,安装在建筑物的最高处。Y形下面连着一根钢导线,一直连到地下,导线的末端连接一块金属板,深深地埋入潮湿的地里。
当天空中的带电云块接近建筑物时,建筑物因带电云块的感应会带上与云块相反的电。但由于避雷针的Y形上端都是尖尖的,建筑物感应上的电会通过Y形的尖端被随时释放到空中,与云中带的电缓缓地中和,这种剧烈的放电为缓慢的多次放电。
同时,使所放电的大部分电流沿避雷针的导线传入地下,而不至于破坏建筑物。
避雷针为什么要装在楼顶呢?那是因为带电的云是从上往下运行的,避雷针在高处,先接触到带电的云团,可以首先将云中的电释放掉,等到房子接触到云的时候,云团中就基本没有或只有少部分电了,从而也就没有危险发生了。
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唐代《炙毂子》一书记载:汉朝时柏梁殿遭到火灾,一位巫师建议,将一块鱼尾形状的铜瓦放在层顶上,就可以防止雷电所引起的天火。屋顶上所设置的鱼尾形状的铜瓦,实际上兼作避雷之用,这可以认为是现代避雷针的雏形。